人类未来会消灭所有的蚊子吗?

人类未来会消灭所有的蚊子吗?

麻瓜,基因治疗,生物科普,重度猫奴

杀蚊技术已经经过三次更新。

先是灭蚊灯、杀虫剂,然后公蚊子带细菌勾引母蚊子,到如今公蚊子带上毒基因勾引母蚊子

无数公蚊子舍身取义,把病原菌 / 毒基因带给母蚊子,降低蚊子数量。

左边的是埃及伊蚊母蚊子,右边是天天吃素的公蚊子

先讲下为什么要灭蚊:

不要小看蚊子,每年被虫媒病毒感染的人群都会过亿,只不过大部分是在非洲和拉丁美洲爆发,国内没感受到蚊子多可怕。

蚊媒传染,最可怕的疾病是黄热病,也叫「Yellow Jack」「黑呕」,主要在美洲、非洲传播。从出现症状到死亡就 7-10 天,致死率 20%-50%。黄热病亚洲很少见到,所以我们对它不熟,但这个是大杀器。

黄热病会全身出血,肝脏出血尤其严重,导致肝脏代谢崩坏,全身发黄,眼睛变黄,死状极其惨烈。中国对黄热病是 100% 严防死守,近代就 2016 年输入过一例。但由于黄热病太烈,反而传播性没那么强,最严重的是 2013 年非洲,黄热病感染 8 万到 17 万人,死了 3 到 6 万人。

对新生儿损伤最大的,寨卡病毒,1947 年在非洲乌干达发现的,症状很轻。但是孕妇生下的孩子很多都是小头儿,神经发育不良,一生都废了。

传播最广泛的,是登革热,在亚洲、美洲、非洲流行。

登革热传播极其严重,2019 年世界卫生组织收到的登革热案例 520 万例,考虑到部分地区缺少统计,估计下来大约 4 亿人感染登革热,1 亿人有症状,大约 4 万人死于登革热。虽然登革热致死率不高,可以控制在 0.1% 以下,但是它传染性强。另外,亚洲越南等地区出现了严重型登革热,这个致死率会在 2%-3% 左右。

这就是蚊媒疾病,感受一下都是什么症状,全身发热,出血,全身泛黄,生出小头儿,基本上和小说中的「养蛊」差不多。

上面这些病毒,都由蚊子传播,中国主要是亚热带和温带,对这些蚊媒病毒没什么概念。

热带地区,尤其是拉丁美洲(古巴)、非洲、亚洲(中东)极其厌恶蚊子,近代灭蚊史已经进行了 100 多年。

灭蚊技术也进行了三代更迭。

一代技术:灭蚊灯、杀虫剂灭蚊

最早的灭蚊行动是 1902 年,巴西第一次发起全国活动,一开始是为了减少黄热病。

物理除蚊上,最一开始用了一种看上去菜,但很有效的工具Ovitrap(蚊卵诱捕器)。就是罩子里面放碗水,蚊子在水里产卵,上面有层网,幼虫长成蚊子后飞不出去。这种设计现在国内还在用,因为简单、价格低廉,一张网和一碗水就行。

当然现在也有很多灭蚊灯,更适合居家使用。

后来,也出了很多杀虫剂,主要包括有机氯、氨基甲酸盐、有机磷和拟除虫菊酯类。大家用的蚊香一般就含杀虫菊酯。

但好多杀虫剂到现在用了几十年,都产生抗药性。比如拟除虫菊酯(蚊香成分)用了这么久,特别是在巴西,蚊子都不怕蚊香和电蚊香液。闻着用了都说好,腰不酸、腿不痛,精神倍儿棒,吸血吸得更欢了(大误)。

现在也在不断从杀虫特性的植物、细菌中寻找新的杀虫剂。

二代技术:细菌灭蚊

在自然界中,有些细菌可以直接杀蚊。

比如从蚊虫致病菌中找杀虫剂

这个可以归类到一代技术的,但考虑到借鉴了细菌的毒素,暂时放这里,比如苏云金芽孢杆菌变种 BTI(Bacillus thuringiensis var. Israelensis),针对埃及伊蚊有极强的杀虫毒性,而对人类无害。

科研人员从昆虫致病菌找到一些杀虫用的毒素,比如 DengTech® Fiocruz/BR3 和VectoBac WDG

直接用蚊虫致病菌杀虫:在库蚊的生殖腺里有种细菌叫 Wolbachia(沃尔巴克氏体)。

Wolbachia 感染到雄性伊蚊后有两大特点:

一个是 Wolbachia 本身抑制多种病毒感染,比如登革热、基孔肯亚热病毒在蚊子中的滴度都降了,减少病毒传染。

一个是感染了 Wolbachia 的公蚊子的精子带「毒」,母蚊子也生不出小蚊子,母蚊子辛苦吸血,不孕不育不就白吸了。具体过程见上图,实验室里发现感染了 Wolabachia 的公蚊子和母蚊子交配后,幼虫减少 50%。

Wolbachia 世界上很多地方都在用,甚至有用 Wolbachia 灭蚊的世界性组织。

广州也有公司做 Wolbachia 灭蚊,但是感染了 Wolbachia 的公蚊子性欲低下,和母蚊子交配效率很低。有时候会因为公蚊子不爱交配,导致实际效果不好。

三代技术、转基因公蚊子灭蚊:

现在有一种策略,是将只在母蚊子表达的毒蛋白基因元件传播到蚊群中,从而大幅度降低母蚊子数量。

这块很早的一个实验出现在 2000 年的 Science 上,用了一个雌性特异的启动元件 Yp3 enhancer,表达一个毒基因,将这个元件表达在果蝇里,由此只能生出公果蝇,母果蝇被特异性毒死了。

同理,后来用雌性特异启动子 ActSC,启动「毒基因」tTAV 特异在母蚊子幼虫中表达,导致母蚊子无法长成成虫,而带毒的公蚊子可以顺利发育,进行下一波传毒。

之前在巴西,已经用这个策略杀蚊了,主要用了 Oxitec 公司的 OX513A 这个品系的公蚊子,释放到巴西一个郊区,和当地母蚊子交配一段时间后,将「杀母蚊子」基因广泛传播到本地蚊子种群中,导致当地伊蚊数量下降了 95%,效果很可观。

但是这个策略风险较大的是释放了转基因蚊子,可能会影响生态,目前都处于试验阶段,还不敢大范围推广。

最后,总结:

人类灭蚊是因为蚊媒病毒太凶,黄热病高致死、寨卡导致新生儿小头、登革热高传播。

目前有物理化学灭蚊、细菌灭蚊、以蚊灭蚊这些不同途径。

人类会消灭所有蚊子吗?可能不会,但人类能把蚊子数量控制住,减少蚊媒病毒传播。